CZ2001598A3 - Piezoelektrický ovladač - Google Patents

Description

Piezoelektrický ovladač

Oblast techniky

Vynález se týká piezoelektrického ovladače s piezoelektrickým elementem pro ovládání ovládacího elementu tahovou nebo tlakovou silou, s vícevrstvou strukturou piezoelektrických vrstev a s vnitřními elektrodami uspořádanými mezi těmito vrstvami a s vzájemným bočním kontaktováním elektrod přes vnější elektrody, přičemž vnější elektrické přípojky pro boční kontaktování jsou umístěny ve struktuře vrstev na neaktivní koncové oblasti a koncová oblast má jádro s dobrou schopností vedení tepla.

Dosavadní stav techniky

Obecně je známo, že při využití takzvaného piezoelektrického efektu může být vytvořen piezoelektrický element z materiálu s vhodnou krystalickou strukturou. Při dotyku vnějšího elektrického napětí nastává mechanická reakce piezoelektrického elementu, která představuje v závislosti na krystalické struktuře a oblasti dotyku elektrického napětí tlak nebo tah v předem daném směru.

Uvedené piezoelektrické ovladače se často používají při nastavování polohy ventilů. Přitom je mimo jiné nutné dbát toho, že možnost zdvihu ventilu, například ventilového dříku, je relativně malá a přitom tepelná roztažnost keramiky piezoelektrického elementu může vést k posunu polohy dříku ventilu bez regulace piezoelektrického elementu. Kromě toho je kontaktování na aktivních dílech piezoelektrického ovladače obtížné.

··· · ·

Podstata vynálezu

Tyto nevýhody odstraňuje piezoelektrický ovladač s piezoelektrickým elementem pro ovládání ovládacího elementu tahovou nebo tlakovou silou, s vícevrstvou strukturou piezoelektrických vrstev a s vnitřními elektrodami uspořádanými mezi těmito vrstvami a s vzájemným bočním kontaktováním elektrod přes vnější elektrody, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vnější elektrické přípojky pro boční kontaktování jsou umístěny ve struktuře vrstev na neaktivní koncové oblasti a koncová oblast má jádro s dobrou tepelnou vodivostí,

Zde je obzvlášť výhodné, že vnější elektrické přípojky pro boční kontaktování jsou umístěny ve struktuře vrstev na neaktivní koncové oblasti a koncová oblast má jádro s dobrými tepelně vodivými vlastnostmi. Jednoduchým způsobem je tím možné spojit vnější kontaktování piezoelektrického ovladače, které má být vytvořeno na neaktivních koncových oblastech, které nejsou zasahovány tahovými nebo tlakovými silami, s dobrým odvodem tepla, aby tak bylo možné se vyhnout úvodem nastíněným nevýhodám.

U výhodné formy provedení má neaktivní koncová oblast na struktuře vrstev relativně tenkou, elektricky izolovanou krycí vrstvu. Krycí vrstva je opatřena tepelně vodivým jádrem, na kterém jsou opět umístěny elektricky izolované keramické vrstvy. Na keramických vrstvách lze přitom vytvořit spojení mezi vnějšími elektrodami a vnějšími elektrickými přípojkami. To může být provedeno zejména pájenou vrstvou, která se nanáší na keramickou vrstvu v oblasti vnějších elektrod.

U jiné, rovněž velmi výhodné formy provedení, je neaktivní koncová oblast vytvořena z elektricky izolovaného keramického dílu, ·*« · · znamena obr. 1 obr. 2 obr. 3 obr. 4 na němž je možné vytvořit boční spojení mezi vnějšími elektrodami a vnějšími elektrickými přípojkami. Do keramické vrstvy je u této formy provedení vloženo tepelně vodivé jádro. Obzvlášť výhodně má jádro v rovině vrstev kruhový obrys, tedy vesměs tvar kotouče.

Tyto a další znaky dalších výhodných provedení vynálezu vycházejí z patentových nároků a také z popisu a výkresů, přičemž jednotlivé znaky je možné u různých provedení vynálezu kombinovat samotné nebo ve více formách a jsou uskutečnitelné v jiných oblastech působnosti a mohou představovat samy o sobě provedení schopná ochrany, která je zde nárokována.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení piezoelektrického ovladače k řízení polohy ventilu podle vynálezu jsou vysvětleny podle obrázků, na kterých řez piezoelektrickým ovladačem s neaktivní koncovou oblastí s možností kontaktování, která sestává z tenké krycí vrstvy a tepelně vodivého jádra, které je na ní uspořádáno, pohled na koncovou oblast na čáře řezu A-A podle obr. 1, řez piezoelektrickým ovladačem podle druhého příkladu provedení s neaktivní koncovou oblastí s možností kontaktování z keramiky, do které se vkládá tepelně vodivé jádro ve tvaru kotouče a pohled na koncovou oblast na Čáre řezu A-A podle obr. 3.

··♦·

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 znázorněn piezoelektrický ovladač 1, který je sestaven způsobem samo o sobě známým, z piezoelektrických fólií keramických materiálů s vhodnou krystalickou strukturou, takže při využití takzvaného piezoelektrického efektu při dotyku vnějšího elektrického napětí na vnitřní elektrody 2 a 3 nastává mechanická reakce piezoelektrického ovladače £. Na konci vrstvové struktury piezoelektrického ovladače 1 je na přikladu provedení podle obr. 1 uložena tenká neaktivní krycí vrstva 4, která patří k neaktivní koncové oblasti a působí jako elektrická izolace koncové oblasti vůči struktuře vrstev. Na krycí vrstvě 4 je uspořádáno jádro £ s dobrou tepelnou vodivostí, přes které může být z piezoelektrického ovladače 1 odváděno směrem ven teplo,

Na bočních stranách jádra £ jsou rovněž umístěny neaktivní, elektricky izolující keramické krycí vrstvy 6 a 7, které mohou být opatřeny vrstvou 8, respektive 9 pájky. Toto uspořádání je patrné zejména také z řezu podle Čáry A-A na obr, 2, S vnitřními elektrodami 2 a 3 jsou ploché vnější elektrody 10 a 11 v kontaktu, který zajišťují vrstvy 8., respektive 9 pájky. Na vrstvy 8 a 9 pájky mohou pak být opět umístěny vnější přípojky (zde je znázorněn připojovací drát 12). kterými může být piezoelektrický ovladač 1 zásobován elektrickým napětím.

U druhého příkladu provedení na obr. 3 je na konci struktury vrstev piezoelektrického ovladače £ umístěn jednodílný keramický díl 13, který přísluší k neaktivní koncové oblasti a který působí jako elektrická izolace koncové oblasti vůči struktuře vrstev. Do jednodílného keramického dílu 13 je vloženo kotoučové jádro 14 s dobrou tepelnou vodivostí, přes které může být směrem ven odváděno *999 9 b •9 999999* 9 • 9 9 9 * •· * 99 *·♦ z piezoelektrického ovladače 1 teplo, jako je tomu na příkladech provedení podle obr. 1 a 2.

Na bočních plochách jádra 14 jsou zde, podobným způsobem jako na příkladech provedení podle obr. 1 a 2, umístěny vrstvy 8 a 9 pájky. Toto uspořádání je patrné také v tomto případě zejména z řezu podle čáry A-A na obr. 4, přičemž je možné si povšimnout kruhového obrysu jádra 14.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Piezoelektrický ovladač

- s piezoelektrickým elementem pro ovládání ovládacího elementu tahovou nebo tlakovou silou, s vícevrstvou strukturou piezoelektrických vrstev a s vnitřními elektrodami (2, 3) uspořádanými mezi těmito vrstvami a s vzájemným bočním kontaktováním elektrod (2, 3) přes vnější elektrody (10, 11), přičemž

- vnější elektrické přípojky (12) pro boční kontaktování jsou umístěny ve struktuře vrstev na neaktivní koncové oblasti (4, 5, 6, 7; 13, 14) a koncová oblast (4, 5, 6, 7; 13, 14) má jádro (5, 14) s dobrou tepelnou vodivostí.

2. Piezoelektrický ovladač podle nároku 1, vyznačující se tím, že

- neaktivní koncová oblast (4, 5, 6, 7) sestává z elektricky izolující krycí vrstvy (4) na struktuře vrstev, z tepelně vodivého jádra (5) na ní umístěného a z bočních, na jádru umístěných, elektricky izolujících keramických vrstev (6, 7), přičemž na keramických vrstvách (6, 7) lze vytvořit spojení mezi vnějšími elektrodami (10, 11) a vnějšími elektrickými přípojkami (12).

3. Piezoelektrický ovladač podle nároku 1, vyznačující se tím, v ze

- neaktivní koncová oblast (13, 14) sestává z elektricky izolujícího keramického dílu (13), na němž je možné bočně vytvořit spojení mezi vnějšími elektrodami a vnějšími elektrickými přípojkami a k dispozici je tepelně vodivé jádro (14), které je možné zapustit do keramické vrstvy (13).

9 · * 9 * 9 9

99 9 9·99 9φ9 9

9 9 9 ««·

99 9 99 ···

4. Piezoelektrický ovladač podle nároku 3, vyznačující se tím, že

- jádro (14) má v rovině vrstev kruhové obrysy.

5. Piezoelektrický ovladač podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že

- spojení mezi vnějšími elektrodami (10, 11) a elektrickými přípojkami (12) je možné vytvořit vrstvou (8, 9) pájky na keramické vrstvě (6, 7, 13).